例談“工業流程題”的分析方法

徐林華

工業流程題考察側重點主要在如何制取、分離并將所得到的物質進行提純上面，能力考察側重點在于學生的遷移能力以及分析能力，要做好此類題目的難點在于如何將實際生產中所用的復雜的工業原料和反應步驟，提取成有用信息并轉化成所學的知識。因此，面對此類題目時需要認真分析題目，并且對比學過的知識，找出所考的知識點。

下面分析一下工業流程題目解題方法。

題目用主要成分為硫酸鈣的磷石膏（含部分SiO2、Al2O3）為工業原料，通過如圖1所示的工業流程制取輕質CaCO3。

1.學會閱讀，建造題目與已學知識之間的橋梁

本題目考察了關于沉淀轉化、離子的檢驗和鹽類的水解等知識。解該題目所用到的知識都是最基礎、最簡單的知識，但由于綜合到一起并且與工業生產流程有聯系，所以增加了學生從題目聯系到知識的難度，缺少兩者之間的橋梁，最終導致部分學生無法正確回答該類問題。分析題目就是構架問題與知識橋梁的過程。

在本題目中原漿料在第一步通入CO2后，通入的CO2可以與其中的氨水發生反應，生成了CO2-3，在溶液中與磷石膏的主要成分CaSO4發生反應，生成更難溶的CaCO3，在此處考查了沉淀溶解平衡的知識點。如果繼續通入CO2，過量的CO2繼續與CaCO3反應生成Ca（HCO3）2，但這樣就會造成CaCO3的產量降低，所以在反應過程中需要注意pH的變化。

在第二步中提到的濾液主要成分有過量的氨水、SO2-4和NH+4。濾渣中存在原有的雜質：SiO2和Al2O3，還存在第一步中生成的CaCO3沉淀。

第三步中經過高溫煅燒的濾渣含有碳酸鈣、二氧化硅、三氧化鋁，碳酸鈣在高溫的條件下分解為氧化鈣，并與二氧化硅、三氧化鋁之間互相反應生成的CaSiO3、Ca（AlO2）2等物質。

用NH4Cl溶液浸泡高溫煅燒后的固體，發生反應產生了H2SiO3、Al（OH）3以及CaCl2，H2SiO3與Al（OH）3不溶于水溶液，CaCl2溶于水溶液并經過一系列反應后轉化成輕質CaCO3。

2.學會看圖，做到題圖結合

做該類似的題目時，會出現一些需要分析的圖。必須根據題目，結合圖形，兩者一起考慮分析，得出圖中所給的信息。最后將圖示信息與整個題目相互比較印證，得出結論和答案。

問題1圖2表明隨著CO2的通入，溶液中硫酸根離子的濃度和溶液pH的變化規律。寫出pH>11時，溶液中發生的化學反應。

中包括橫坐標、兩個縱坐標、兩條曲線和曲線的說明（—·—

——）。與平常所見的圖不一樣的是，圖中有兩個縱坐標，兩個規律曲線。必須分清哪條曲線對應的是c（SO2-4），哪條對應的是pH。不能盲目地根據曲線的起始點或者終結點在哪個位置而隨意猜測，這樣很容易就得到相反的結果。可以將圖2拆成如圖3所示兩個圖形進行分析。這樣就能夠清晰地看出隨時間的變化，溶液中硫酸根離子濃度升高，說明在反應過程中CaSO4參與了反應，逐步釋放出了硫酸根離子。溶液pH逐漸降低，說明隨著二氧化碳的持續通入，氨水參與反應，堿性減弱。必須注意的是，在pH較大時（顯堿性），產物是碳酸鈣，隨著pH的變小，產物逐漸由碳酸鈣生成碳酸氫鈣。這樣

就可以寫出pH>11時的化學方程式：

3.聯系所學知識，回答問題

問題2假如溶液的pH≈6.5，將第二步中的漿液過濾得到濾液，溶液中哪兩種陰離子最多？對得到的固體進行洗滌，如何驗證是否洗滌干凈？

通過上面整體的分析，第一個問題的答案呼之欲出。硫酸根離子和碳酸氫根離子的含量最多。第二個問題中考察的是硫酸根離子的驗證方法，將含有HCl的BaCl2溶液，加入到最終的洗滌液里，無現象說明已經洗滌干凈。

問題3在第四步中，如果升高溶液溫度，則會發現Ca2+的濃度增大了。試解釋之。

此步驟中利用到了氯化銨的水解原理。氯化銨水解程度隨著溫度的升高而加深，產生更多的H+，所以能促進Ca2+進入到溶液中。

從上面的案例中能看出

做好此類題目的關鍵在于看清題目的主要目的如何在流程圖中體現，且在反應過程中不要忘了思考原有物質中的雜質是否參與反應。

（收稿日期：2015-12-13）endprint